архив рассылки...
Интернет-проект поддержки музыкантов
Новости Музыка Программы Сэмплы Магазин Статьи Радиостанции Ссылки
Конференция для музыкантов

Подписка на новости для слушателей и музыкантов

 

 
<< Назад | Вперед >>
Цифровой звук и частота дискретизации

Звук представляет собой непрерывный во времени и по амплитуде процесс, то есть давление воздуха изменяется во времени плавно, а не перепрыгивает от одного значения к другому. 

Звук может быть преобразован в электрический сигнал при помощи микрофона, который в зависимости от изменения давления воздуха изменяет создаваемое им на выходе электрическое напряжение. После перевода акустического звука в электрический сигнал непрерывность во времени и по амплитуде сохраняется: напряжение сигнала изменяется аналогично изменению давления воздуха, вот почему полученный на выходе звук называют аналоговым. Мы можем записать электрический сигнал на магнитную ленту и превратить его вновь в звук при помощи динамика, который работает как «микрофон наоборот» — перемещает воздух в соответствии с изменениями напряжения. Соответственно сохраняется и упомянутая непрерывность сигнала.

Несмотря на то, что аналоговый электрический сигнал исправно служит человечеству на протяжении десятилетий, со временем стало ясно, что аналоговые сигнал и магнитная запись — не лучшие способы передачи и хранения звуковой информации, поскольку и при передаче, и при хранении данных происходит неизбежная потеря информации, то есть ухудшение звука. В то же время передачу и хранение данных в компьютерах, оперирующих исключительно цифровыми данными, возможно производить без каких-либо потерь. Вопрос только в том, как перевести аналоговый звук в цифровой и обратно. 

Для решения первой задачи существуют специальные устройства, известные как аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Эти устройства способны преобразовать непрерывный аналоговый сигнал в последовательность отдельных чисел, то есть сделать его дискретным (англ. «discrete» — раздельный, состоящий из отдельных частей). Преобразование происходит следующим образом: устройство много раз в секунду измеряет амплитуду аналогового сигнала и выдает результаты измерений в виде чисел. Результат дискретизации не является точным аналогом непрерывного электрического сигнала. Насколько все же соответствует цифровой звук аналоговому? Очевидно, что это соответствие будет тем полнее, чем чаще происходят измерения и чем они точнее. Частота, с которой производятся измерения, называется частотой дискретизации. А на точность измерений амплитуды указывает число бит, использующихся для представления результата измерений. Этот параметр называют разрядностью.

В чем разница между звуковым давлением, звука и уровнем звука? Что такое децибел?

Любая звуковая волна, которая распространяется в пространстве, оказывает на встречающиеся препятствия, в том числе и на наши барабанные перепонки, некое давление. Мы субъективно воспринимаем изменение давления звуковых волн как изменение громкости звука. Максимальное изменение давления в воздухе при распространении звуковых волн по сравнению с давлением при отсутствии волн называется звуковым давлением. Как и любое другое, звуковое давление измеряется в паскалях (Па). Но при оценке интенсив-ности звуковых волн чаще применяется другое понятие — сила звука. Она определяет поток звуковой энергии, который каждую секунду проходит через квадратный сантиметр услов-ной плоскости, расположен-ной перпендикулярно нап-равлению распространения волны. Звуковое давление и сила звука находятся в квадратичной зависимости (сила звука прямо пропорциональна звуковому давлению в квадрате). Сила звука описывает энерге-тические свойства звуковой волны и измеряется в ваттах на квадратный сантиметр (Вт/см2). Такая единица бывает очень удобна при расчетах — это единственная причина ее введения. Для того чтобы мы смогли услышать тот или иной звук, его сила должна быть больше определенного уровня. Этот уровень называется порогом слышимости: если звуковая волна имеет малую интенсивность — ниже этого порога, то мы просто не воспринимаем ее и нам кажется, что вокруг стоит полная тишина, хотя на самом деле воздух вокруг колеблется. Точно также дело обстоит и со звуками большой интенсивности: мы слышим звук только до определенного уровня, который называется болевым порогом. Если сила звука больше этого уровня, то мы испытываем боль в ушах. Разница между уровнями болевого порога и порога слышимости называется динамическим диапазоном слуха. Наш слуховой аппарат устроен таким образом, что линейное изменение силы звука (или звукового давления) не воспринимается нами как линейное изме-нение громкости. Громкость звука и его сипа связаны между собой более хитрой зависимостью. Увеличение громкости в 2 раза соответствует увеличению силы звука в 100 раз (звукового давления — в 10 раз), увеличение громкости в 4 раза соответствует увели-чению силы звука уже в 10000 раз (звукового давления — в 100 раз), а увеличение громкости в 8 раз соответствует изменению силы звука в 100_000_000 раз (звукового давления — в 10000 раз)! Продолжение

<< Назад | Вперед >>
Реклама